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甘肃靖远宝积山矿区煤层气资源开发利用前景

时间:2007-1-27栏目:石油能源论文

作者: 杨世龙 吴五同(甘肃煤炭工业管理局局长,高级工程师,730000甘肃兰州)
【摘要】甘肃一些中小型含煤盆地中有小而富的煤层气矿区,靖远煤田宝积山矿区就是其中之一。宝积山矿区煤层气资源可靠,矿井服务年限长,有较完善的瓦斯抽放系统,外部开发条件优越,市场可立足于当地。对这类煤层气抽放条件成熟的矿区进行开发,投资少,见效快,风险较小,具有商业利用的价值,可建设成一个煤层气开发基地。
1  概况



    宝积山矿区位于白银市平川区东北1~6km,由靖远矿务局的魏家地矿(设



计能力150万t/a)、大水头矿(设计能力105万t/a)和宝积山矿(设计能力45



万t/a)组成,总设计能力300万t/a。区内地形平坦,各矿井均有铁路支线



及公路相通,交通便利。    矿区含煤面积3965km2,煤炭探明储量为4



79亿t(不包括断层影响带的表外储量3893万t及“断层煤”储量1660万t),



储量丰度为1246万t/km2,保有储量464亿t。



2  地质简况



    下侏罗统为粗碎屑岩夹薄煤,局部分布,厚20~300m,以微交角不整合



于上三叠统之上。中侏罗



图1  魏家地矿构造剖面示意图



  统龙凤山组为主要含煤地层,分布普遍,厚14~120m,假整合于下侏罗统



之上。中侏罗统王家山组由下部砂岩段和上部油页岩段组成,厚350~370m



,与下伏龙凤山组为冲刷接触或假整合接触。上侏罗统主要为红色泥岩,厚237



~554m,与下伏王家山组整合接触,并被上覆白垩系不整合覆盖。



    宝积山矿区构造为一轴向300°~310°的复式向斜,略往东南倾伏。煤



层倾角一般为5°~20°。断层主要有位于矿区西南侧的F1-2断层组



(图1)。该断层组为逆掩断层,倾角15°~30°,其上盘覆盖了矿区近一半的



范围。F1-2断层组中含有煤系地层断块及“断层煤”。该断层组不仅



是隔水带(阻隔了白垩系含水层与侏罗系之间的水力联系),而且阻碍了下盘煤层



中煤层气的逸散,使“断层煤”和附近的正常煤层(称为断层影响带)均具有煤与



瓦斯突出性质。



    矿区内自上三叠统至中侏罗统王家山组4套地层中均含有煤层,但主要含煤



地层为中侏罗统龙凤山组,其它地层中只含不可采的薄煤层。龙凤山组含可采煤



层1~3层(实际上为一层煤,由于煤层分岔形成了3层),主采1层(煤1)。可采煤



层总厚80~225m。另外,F1-2“断层煤”厚033~453



4m,平均57m。煤类属弱粘煤,部分为不粘煤,个别为气煤。



3  煤层气的基本特征



    宝积山矿区内的大水头矿和宝积山矿为高沼气







表1  宝积山矿区1995年瓦斯涌出量











矿井 相对涌



出  量



(m3/t) 绝对涌



出  量



(m3/min) 设计能力



(万t/a) 井煤炭产量



(万t) 备    注



大水头矿 227 932 105 - 原设计能力21万t/a,1987年起进行改扩建,



即将移交生产



宝积山矿 2646 913 45 244   



魏家地矿 4565 3111 150 352 1989年12月移交投产







矿井,魏家地矿为煤与瓦斯突出矿井。矿井瓦斯涌出量大,1995年各矿井相对涌



出量227~4565m3/t,最高曾达到16405m3/t(魏家地矿



,1990),绝对涌出量913~3111m3/min,最高为4673m3



/min(魏家地矿,1994)(表1)。



    大水头矿井在89年以前的生产期间曾出现过瓦斯涌出异常,坛状冒顶;发生



过3次瓦斯爆炸及燃烧事故。89年10月改扩建以来,在断层带及其影响范围内又



出现了3次瓦斯涌出异常情况,在井下打钻时发生过夹钻、顶钻、喷孔现象。



    魏家地煤矿在1977.8~1992.12期间曾发生过14次煤与瓦斯突出(



或倾出),其中突出煤量100m3以上者8次,最大480m3,一次瓦斯涌出量



最高达2万m3。煤与瓦斯突出深度355~530m,范围为F1-2断



层组至F3断层之间,而且随着距F1-2或F3逾近,突出的强度愈



大,频率愈高。突出点附近煤的强度低,节理、裂隙发育,局部呈粉沫状、糜棱



状或鳞片状,坚固性系数f=023~058,最低仅017,煤的破坏类



型属Ⅲ-Ⅳ类。宝鸡山矿区魏家地等矿井的气藏类型既有断层遮挡式、断层牵引



式,也有岩性封闭式。突出危险区域以裂隙瓦斯涌出为主,有利于抽出。目前工



作面瓦斯抽出率达326~458%。



    据仅有的资料分析,区内瓦斯风化带较深,一般为370~500m(魏家地矿



煤层埋深在300m以下)。煤层瓦斯含量469~563m3/t,最高可达





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